如何利用SLAMWARE ROS SDK进行机器人导航定位开发

承接上篇,上篇讲到,SLAMWARE ROS SDK的发布,既可以让用户在机器人开发中实现使用SLAMWARE提供的建图、定位和导航功能,又能保留原先基于ROS开发的应用逻辑,一举两得。

今天,小岚就来践行上篇的承诺,带大家体验一下如何利用SLAMWARE ROS SDK进行业务开发。

我们先从机器人的移动开始说起。

一、键盘控制 (前后左右移动)

还记得ROS中最经典的turtlesim吗?案例中启动turtle_teleop_key节点就可以通过键盘方向键控制小海龟移动了。

但是,用户拿到我们基于SLAMWARE的机器人或者建图雷达产品,一开始在RViz中显示的只是一张地图信息,想要用键盘控制机器人移动方向,发现并不奏效?

这时候,参阅SLAMWARE ROS SDK开发文档可以发现, slamware_ros_sdk_server_node订阅了【方向移动】的标准类型topic,也就是说,想要实现利用键盘控制“机器人”,我们只需编一个节点接收键盘信息,当收到键盘信息后往该topic发对应的指令消息即可。

相应的消息参数如下:

在利用sdk进行键盘控制的时候,开发的主要重点有以下几个,小岚已经帮大家罗列好了

1、定义键盘按钮

moveBindings = { 'w':(1.0, 0.0), 's':(-1.0, 0.0), 'a':(0.0, 1.0), 'd':(0.0, -1.0)}

2、定义pub,制定消息topic及消息类型

pub = rospy.Publisher('/cmd_vel', Twist, queue_size = 1)

3、初始化节点

rospy.init_node('teleop_twist_keyboard')

这些都操作完成之后,当按下的按键在之前定义的案件keys中时,将对应的值赋给linearX,angularZ。

key = getKey() if key in moveBindings.keys(): linearX = moveBindings[key][0] angularZ = moveBindings[key][1] else: linearX = 0.0 angularZ = 0.0 if (key == ''): break

4、根据topic所需类型组装发布消息

twist = Twist()twist.linear.x = linearXtwist.angular.z = angularZpub.publish(twist)

至此,利用键盘控制机器人的部署已经完成,完成这一步的小伙伴可以分别启动slamware_ros_sdk_server_node与teleop_twist_keyboard节点试一下【前后左右】移动。

下面,我们进一步深入了解导航定位这个问题。大家都知道,思岚有一款可扩展的机器人管理与开发软件 —— RoboStudio,里面集成了机器人运动及控制开发各项功能,可以对移动机器人发送指令,实现对机器人的可视化监控。

那,如何让ROS实现Robostudio同样的功能呢?

二、导航定位

1、导航定位

SLAMWARE ROS SDK的发布,使得所有基于SLAMWARE的机器人的定位和地图信息都可以在RViz中显示。有了地图之后,我们可以点击任意位置,机器人会自动规划一条最佳路线移动到目的地。具体的演示如下:

2、虚拟墙/虚拟轨道

对于思岚来说,除了自主定位导航技术之外,还有一大特点功能就是基于纯软件设置的虚拟墙/虚拟轨道,不需任何实物铺设,灵活控制机器人活动范围。这个在实际应用场景中有很大的意义。

下面,我们就开始上手实验吧~

首先,先找到文档中的【virtual_walls】这个topic,发布的消息类型是自定义类型,点击可查看类型结构信息。

同样的,小岚给大家画了一下重点:

(1)初始化节点、定义publisher与subscriber对象

ros::init(argc, argv, "display_virtual_lines"); ros::NodeHandle n; ros::Publisher pub = n.advertise<visualization_msgs::Marker>("visualization_marker", 10); ros::Subscriber sub = n.subscribe<slamware_ros_sdk::Line2DFlt32Array>("/slamware_ros_sdk_server_node/virtual_walls", 30, virtualWallCallback);

(2)全局定义了一个Marker类型,lines用以存储发布虚拟墙

visualization_msgs::Marker lines;

(3)接收到slamware_ros_sdk_server_node节点发来的虚拟墙消息后,保存到lines中

void virtualWallCallback(const slamware_ros_sdk::Line2DFlt32Array::ConstPtr & msg){ lines.points.clear(); size_t cnt = msg->lines.size(); for (size_t i = 0; i < msg->lines.size(); ++i) { geometry_msgs::Point p1; p1.x = msg->lines[i].start.x; p1.y = msg->lines[i].start.y; p1.z = 0.2;
geometry_msgs::Point p2; p2.x = msg->lines[i].end.x; p2.y = msg->lines[i].end.y; p2.z = 0.2;
lines.points.push_back(p1); lines.points.push_back(p2); }}

(4)配置lines,如:类型、尺寸和颜色等

lines.id = 1; lines.header.frame_id = "slamware_map"; lines.type = visualization_msgs::Marker::LINE_LIST; lines.ns = "lines"; lines.action = visualization_msgs::Marker::ADD; lines.pose.orientation.w = 1.0;
lines.scale.x = 0.1; lines.color.r = 1.0; lines.color.a = 1.0;

(5)将lines发布出去

  ros::Rate r(30);  while(running)  {   size_t cnt = lines.points.size();
   lines.header.stamp = ros::Time::now(); pub.publish(lines);
   r.sleep();  }

部署完之后,我们分别启动slamware_ros_sdk_server_node, view_slamware_ros_sdk_server_node和display_virtual_lines节点。

此时,在RViz中需要配置添加Marker信息,先找到在RViz中点击左下角【Add】按钮。

选择添加【Marker】显示对象。

添加完成之后,我们继续在参考文档中找到【add_ lines】这个topic,然后我们就可以自定义。点进去查看自定义类型的组成与描述:线段类型、添加位置、以及相关定义

启动slamware_ros_sdk_server_node节点,连上机器人,然后在命令行中输入:

rostopic pub /slamware_ros_sdk_server_node/add_line slamware_ros_sdk/AddLineRequest -1 -- '[0]' '[1, [0.0, 0.0], [1.0, 1.0]]'

此时,我们就可以在Rviz中看见虚拟墙了。

那要如何删除呢?同理,我们找到clear_lines节点信息,在命令行输入相应代码即可:

rostopic pub /slamware_ros_sdk_server_node/clear_lines slamware_ros_sdk/ClearLinesRequest -1 '[0]'

虚拟轨道功能开发亦是如此。

……

以上,仅为SLAMWARE ROS SDK中功能两个简单功能的演示。控制机器人运动状态、转向、旋转角度、地图同步、清空地图等topic的灵活使用,将可以更好的对机器人进行监测与控制。

那么,你准备好去探索了吗?

ps:需要这两项topic完整代码的小伙伴可私戳小岚哦~

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